(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物の表面を汚染することなく、難削材であっても効率よく切削することができる切削装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持する被加工物保持手段３と、被加工物保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレード６３を備えた切削手段とを具備する切削装置であって、被加工物保持手段は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、該チャックテーブルを包囲して配設されチャックテーブルに保持された被加工物を水没させる水槽５と、チャックテーブルに超音波振動を付与する超音波振動手段４４とを備えている。【選択図】図３
2006344630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、を具備する切削装置において、
該被加工物保持手段は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを包囲して配設され該チャックテーブルに保持された被加工物を水没させる水槽と、該チャックテーブルに超音波振動を付与する超音波振動手段と、を備えている、
ことを特徴とする切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段を切削送り方向に相対的に移動せしめる切削送り手段と、チャックテーブルと切削手段を切削送り方向と直行する割り出し送り方向に相対的に移動せしめる割り出し送り手段とを具備している。このような切削装置においては、切削ブレードを２００００〜４００００rpmの回転速度で回転し、切削ブレードによる加工領域に切削水を供給しつつ切削することにより、加工点における面焼けやチップにチッピングが発生するのを防止している。
【０００４】
上述したように切削に寄与した切削水には切削屑が混入しており、この切削屑が混入している切削水がウエーハの表面を流動し、ウエーハの表面に切削屑が付着してウエーハを汚染するという問題がある。特に、CCDのように光を取り込む光デバイスの場合には、僅かな汚れでも著しく品質が低下する。
【０００５】
ウエーハの表面に切削屑が付着するのを防止するために、ウエーハの表面に超音波振動を付与した純水を流しながら切削ブレードによってウエーハを切削する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開昭６２−９９１４４号公報
【０００６】
また、サファイヤ基板やリチウムタンタレート基板等の難削材によって形成された光デバイスウエーハは、切削ブレードによる切削が困難であり切削効率が悪いという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、上記公報に開示された切削方法によれば、ウエーハの表面に切削屑が付着するのを防止することはできるが、サファイヤ基板やリチウムタンタレート基板等の難削材によって形成されたウエーハに対して切削効率が悪いという問題を解消することはできない。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、被加工物の表面を汚染することなく、難削材であっても効率よく切削することができる切削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する被加工物保持手段と、該被加工物保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、を具備する切削装置において、
該被加工物保持手段は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルを包囲して配設され該チャックテーブルに保持された被加工物を水没させる水槽と、該チャックテーブルに超音波振動を付与する超音波振動手段と、を備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による切削装置によれば、切削時にはチャックテーブルに保持された被加工物が水槽内で水没されている状態で超音波振動が付与されているので、被加工物の表面に切削屑が付着することはない。また、被加工物には超音波振動が付与されているので、切削ブレードによる切削抵抗が減少するため、サファイヤ等の難削材であっても容易に切削することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持する被加工物保持手段３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。被加工物保持手段３について、図２を参照して説明する。
【００１３】
図示の実施形態における被加工物保持手段３は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、該チャックテーブル４の上端部を包囲して配設されチャックテーブル４に保持された被加工物を水没させる水槽５を具備している。チャックテーブル４は、円柱状の本体４１と、該本体４１の上面に配設された通気性を有する吸着チャック４２とからなっている。本体４１はステンレス鋼等の金属材によって形成されており、その上面には円形の嵌合凹部４１１が設けられている。この嵌合凹部４１１には、底面の外周部に吸着チャック４２が載置される環状の載置棚４１２が設けられている。また、本体４１には嵌合凹部４１１に開口する吸引通路４１３が設けられており、この吸引通路４１３は図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路４１３を通して嵌合凹部４１１に負圧が作用せしめられる。このように構成されたチャックテーブル４は、図示しない回転駆動手段によって適宜回動せしめられるように構成されている。
【００１４】
上記チャックテーブル４を構成する本体４１の上部には、環状の溝４１４が形成され小径部４１５が設けられている。環状の溝４１４内にはクランプ４３、４３の基部が配設され、このクランプ４３、４３の基部が本体４１に適宜の固定手段によって取付けられている。
【００１５】
また、図示の実施形態における被加工物保持手段３は、チャックテーブル４に超音波振動を付与する超音波振動手段４４を備えている。超音波振動手段４４は、チャックテーブル４に装着される超音波振動素子４４１と、該超音波振動素子４４１に電圧を印可する電源回路４４２とからなっている。超音波振動素子４４１は、チャックテーブル４を構成する本体４１の小径部４１５に形成された環状の溝４１６に配設されている。この超音波振動素子４４１は、電源回路４４２に接続されており、電源回路４４２から電圧が印可されると超音波を発振する。
【００１６】
上記水槽５は、環状の底壁５１と、該底壁５１の外周縁から立設して形成された外周壁５２とからなっており、底壁５１の内周面がチャックテーブル４を構成する本体４１の外周面にロー付け等の固着手段によって固着されている。このように形成された水槽５の底壁５１には、排水口５１１が設けられているとともに、この排水口５１１を通して排水する水を適宜制御する排水弁５３が配設されている。
以上のように構成された被加工物保持手段３は、図示しない切削送り手段によって、図１において矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１７】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記被加工物保持手段３のチャックテーブル４に保持された被加工物を切削する切削手段としてのスピンドルユニット６を具備している。スピンドルユニット６は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング６１と、該スピンドルハウジング６１に回転自在に支持された回転スピンドル６２と、該回転スピンドル６２の前端部に装着された切削ブレード６３と、該切削ブレード６３による切削加工部に切削水を供給する切削水供給ノズル６４を具備している。このように構成された切削手段としてのスピンドルユニット６は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１８】
図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル４上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード６３によって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段７を具備している。このアライメント手段７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段７によって撮像された画像を表示する表示手段８を具備している。
【００１９】
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域９aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル９が配設されている。このカセット載置テーブル９は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル９上には、被加工物としてのウエーハ１０を収容するカセット１１が載置される。カセット１１に収容されるウエーハ１０は、例えば光デバイスウエーハであり、サファイヤ基板の表面に格子状のストリートが形成され、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域に光デバイスが形成されている。このように形成されたウエーハ１０は、環状の支持フレーム１２に装着された保護テープ１３の表面に裏面が貼着された状態でカセット１１に収容される。
【００２０】
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１に収容されているウエーハ１０（環状のフレーム１２に保護テープ１３を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１４に搬出するとともに切削加工後のウエーハをカセット１１に搬入する搬出・搬入手段１５と、仮置きテーブル１４に搬出されたウエーハ１０を上記チャックテーブル４上に搬送する搬送手段１６と、チャックテーブル４上で切削加工されたウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１７と、チャックテーブル４上で切削加工された被加工物１０を洗浄手段１７へ搬送する洗浄搬送手段１８を具備している。
【００２１】
図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作動について説明する。
カセット載置テーブル９上に載置されたカセット１１の所定位置に収容されているウエーハ１０は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル９が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１５が進退作動して搬出位置に位置付けられたウエーハ１０を仮置きテーブル１４上に搬出する。仮置きテーブル１４に搬出されたウエーハ１０は、搬送手段１６の旋回動作によって上記チャックテーブル４上に搬送される。チャックテーブル４上にウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動してウエーハ１０をチャックテーブル４上に吸引保持する。また、ウエーハ１０を保護テープ１３を介して支持する支持フレーム１２は、上記クランプ４３、４３によって固定される。このようにしてウエーハ１０を保持したチャックテーブル４は、アライメント手段７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル４がアライメント手段７の直下に位置付けられると、アライメント手段７によってウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット６を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード６３との精密位置合わせ作業が行われる。
【００２２】
このようにして、アライメント作業を実施したならば、図示しない給水手段によって被加工物保持手段３を構成する水槽５に純水２０を供給する。そして、図３に示すようにチャックテーブル４に保持されたウエーハ１０を水没される。このようにして、水槽５に純水２０を供給したならば、上記電源回路４５（図２参照）を作動して超音波振動素子４４１に電圧を印可する。この結果、チャックテーブル４およびウエーハ１０が２００００から１０００００Hzで振動せしめられるとともに、水槽５内の水２０も振動する。
【００２３】
その後、切削ブレード６３を図１において矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード６３を図３に示すように矢印で示す方向に回転させつつ、ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル４を矢印X1で示す方向に加工送りすることにより、チャックテーブル４上に保持されたウエーハ１０は切削ブレード６３により所定のストリートに沿って切断される。この切削ブレード６３による切削時においては、ウエーハ１０が水没された状態で超音波振動が付与されているので、ウエーハ１０の表面に切削屑が付着することはない。また、ウエーハ１０には超音波振動が付与されているので、切削ブレード６３による切削抵抗が減少するため、ウエーハ１０がサファイヤなどの難削材であっても容易に切削することができる。
【００２４】
以上のようにして、ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル４を図１において矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル４を９０度回転させて、ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープ１３の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハの状態が維持されている。このようにして、ウエーハ１０のストリートに沿って切断作業が終了したら、排水弁５３を開放して水槽５内の水を排水する。
【００２５】
次に、ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初にウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、被加工物１０は洗浄搬送手段１８によって洗浄手段１７に搬送される。洗浄手段１７に搬送されたウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥されたウエーハ１０は、搬送手段１６によって仮置きテーブル１４に搬出される。そして、ウエーハ１０は、搬出・搬入手段１５によってカセット１１の所定位置に収納される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に装備される被加工物保持手段の要部断面図。
【図３】図１に示す切削装置の切削作業状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２７】
２：装置ハウジング
３：被加工物保持手段
４：チャックテーブル
４１：チャックテーブルの本体
４２：吸着チャック
４３：クランプ
４４：超音波振動手段
４４１：超音波振動素子
５：水槽
５３：排水弁
６：スピンドルユニット
６１：スピンドルハウジング
６２：回転スピンドル
６３：切削ブレード
６４：切削水供給ノズル
７：アライメント手段
８：表示手段
９：カセット載置テーブル
１０：ウエーハ
１１：カセット
１２：環状の支持フレーム
１３：保護テープ
１４：仮置きテーブル
１５：搬出・搬入手段
１６：搬送手段
１７：洗浄手段
１８：洗浄搬送手段
【図１】
2006344630.tif 000003
【図２】
2006344630.tif 000004
【図３】
2006344630.tif 000005